一种装配式岩土体原位载荷试验装置的制作方法

1.本发明涉及原位载荷试验装置技术领域，具体涉及到一种可拆卸的装配式岩土体原位载荷试验加载装置。


背景技术：

2.岩土体经历漫长的地质变化而形成，并且在外力作用下其力学属性表现出非均质、非连续、各向异性和非弹性，因此获得其力学属性最直接、最可靠的途径是对岩土体进行原位载荷试验。岩土体原位载荷试验尽可能地保持了岩土体的天然结构和环境状态，使测出的岩土体力学参数真实准确，工程参考价值大。现有的原位载荷装置不便进行组装、高度固定，从而造成在露天或洞内不同的工程环境中使用时安装过程较为繁琐且不便使用；目前尚未有一种适应于任何工程环境的、方便安装和拆卸的原位载荷试验的装置；且常规原位载荷试验装置中液压装置的外周没有保护装置，造成液压装置及整体装置的安全性差，容易发生意外事故。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种装配式岩土体原位载荷试验装置，以便于在使用现场安装、拆卸，方便重复利用；而且可以根据现场试验环境的高度调整多种高度尺寸；并且采用保护装置可以确保试验过程中液压装置及整体装置的安全性。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种装配式岩土体原位载荷试验装置，包括上传力组件、下传力组件及位于二者之间的液压装置，其中上传力组件的顶部连接有上顶板、下传力组件的底部连接有下顶板。
5.所述上传力组件和下传力组件分别由一个或多个传力单元连接而成；上传力组件的底部还连接有上承压板，下传力组件的顶部还连接有下承压板，液压装置位于上承压板与下承压板之间。
6.所述各传力单元之间、传力组件与上承压板之间、传力组件与下承压板之间通过可拆卸的紧固装置连接。紧固装置优选为螺栓。
7.所述液压装置的外围紧固环绕有第一保护装置；第一保护装置材料优选圆环状的波形钢腹板。在第一保护装置的外部还设置有第二保护装置，第二保护装置为顶部为圆形平面、四周为圆环状的一侧开口结构，其顶部与上承压板的底部通过螺栓连接固定；第二保护装置开口朝下将第一保护装置和液压装置包裹，并且第二保护装置不与第一保护装置的侧面接触；下承压板的顶部直径大于第二保护装置的外径。第二保护装置的顶部材料优选为钢板，四周材料优选为波形钢腹板。
8.优选地，液压装置为不少于三个的液压千斤顶。
9.优选地，上承压板和下承压板的中间部位均布置有加劲肋。
10.优选地，上承压板和下承压板的上下面均为圆形的平面结构。
11.本发明的装配式岩土体原位载荷试验装置通过可拆卸的紧固装置固定连接各组
件，可在试验现场现场进行安装固定，拆卸方便，极大减少了试验的时间，方便重复利用，降低了成本；而且可以根据现场试验环境的高度选取适当的传力单元的个数，从而满足多种使用高度尺寸要求；而且采用双重保护装置可以确保试验过程中液压装置及整体的安全性，避免意外事故。该装置在洞内或者露天环境均可以安放，可在任何工程环境下进行岩土体载荷试验。
附图说明
12.图1是本发明的结构示意图。
13.图2是上承压板的结构示意图。
14.图3是下承压板的结构示意图。
15.图4是液压装置与第一保护装置、第二保护装置的装配示意图。
16.图5是第二保护装置的结构示意图。
17.图6是波形钢腹板的结构示意图。
具体实施方式
18.针对上述技术方案，现举较佳实施例并结合图1～图6进行具体说明。
19.装配式岩土体原位载荷试验装置包括上传力组件、下传力组件及位于二者之间的液压装置。其中上传力组件具体包括一个上顶板1、两个传力单元3、一个上承压板4；下传力组件具体包括一个下承压板5、两个传力单元3、一个下顶板2；上承压板4与下承压板5为三个液压千斤顶6。
20.该装置装配完成后的结构为：最顶部为上顶板1，然后向下依次为两个传力单元3、上承压板4、三个液压千斤顶6及其外围的第一保护装置和第二保护装置、两个传力单元3，最底部是下承压板5。
21.四个传力单元3均为横截面相同的柱状钢制结构，优选环形截面结构。其中有两个传力单元3的一端分别与上顶板1和下顶板2焊接固定，另一端设置法兰盘9；另外两个传力单元3的两端均设置法兰盘9；上述法兰盘9上均匀设置安装通孔11。
22.上承压板4和下承压板5均为工型结构，为了提高它们的受力强度，在工型结构中间部位均布置有加劲肋。上承压板4顶部和底部均设置安装通孔11，顶部的安装通孔11用于与上部的传力单元3固定连接，底部的安装通孔11用于与第二保护装置8固定连接；下承压板 5底部设置安装通孔11，用于与下部的传力单元3固定连接。上承压板4和下承压板5的上下两面为圆形的平面结构，这种平面结构可以很好的保证与其相连的传力单元3完全接触。在下承压板5的顶部设置凹槽，凹槽底部为平面，三个液压千斤顶6的底部放置于该凹槽中，凹槽底部的平面结构保证了液压千斤顶6与下承压板5的完全接触。在使用时，液压千斤顶 6的放置位置可灵活调整，优选放置到整个传力装置的中心部位，这样可缩小受压段的计算长度，极大提高了试验装置的稳定性。
23.上述传力单元3之间、传力单元3与上承压板4的顶部、传力单元3与下承压板5的底部均通过可拆卸的紧固装置穿过安装通孔11进行连接，比如螺栓、销钉等；由于螺栓10拆卸安装更便捷并且更紧固，故而优选螺栓10。螺栓10的个数需满足节点承载力的要求。
24.在每副上承压板4与下承压板5中间设置三个液压千斤顶6。采用三个液压千斤顶6
相对于常规原位载荷试验装置的一个或者两个液压装置更加稳固，不易造成倾斜，且保证了测量结果的准确性及装置运行的安全性。在三个液压千斤顶6的外围紧固环绕有第一保护装置 7。第一保护装置7为由长方形的硬质金属板卷起来的环状通孔结构，将全部液压千斤顶6用第一保护装置7环绕裹紧，然后用金属丝在外部将其扎紧固定。第一保护装置7紧固环绕于该三个液压千斤顶6的外围，更加确保了液压装置在运行过程中的稳定性，不易造成倾斜，保证了试验装置整体的安全运行。在实际使用中，液压千斤顶6的数量不限于三个，可以根据试验所需压力的大小选择数量。第一保护装置7优选波形钢腹板71。
25.在第一保护装置7的外周还设置有第二保护装置8。第二保护装置8为一侧开口的圆柱形结构，顶部为圆形的硬质金属平板、四周为环状硬质金属板，顶部与四周通过焊接而成。在其顶部开设安装通孔11，通过该安装通孔11与上承压板4的底部使用连接螺栓10连接固定。液压千斤顶6的顶部放置于第二保护装置8的顶部之内并完全接触。第二保护装置8的内径大于第一保护装置7的外径，第二保护装置8的开口一面朝下将第一保护装置7包裹，并且第二保护装置8不与第一保护装置7的侧面接触；下承压板5的顶部直径大于第二保护装置8的外径，从而保证本装置在运行过程中万一发生液压千斤顶6偏斜或失控从而导致第二保护装置8也随之倾斜或降落的情况下，下承压板5的顶部可以对其到支撑作用，从而确保整体装置的运行安全和人员安全。第二保护装置8的顶部材料优选钢板，四周材料优选波形钢腹板71。
26.上述传力单元3、上顶板1、下顶板2、上承压板4、下承压板5均为硬质金属材料，优选钢材质。
27.在实际使用时，可以根据现场试验环境的高度确定所需的传力单元3的个数，上下承压板的两侧可以有多个传力单元3，也可以在一侧只有一个、另一侧有多个传力单元3。通过调整传力单元3的数量来调整该装置的总体高度尺寸，从而满足各种测试现场的高度条件。液压千斤顶6的数量也不限于三个，可以根据试验所需压力的大小选择其他数量；但液压千斤顶6优选不少于三个数量，三个或三个以上液压千斤顶6更加确保其在运行过程中的稳定性，不易造成倾斜，保证了试验装置整体的安全运行。
28.上述各构件整体安装完成后就可以进行载荷试验了。使用完成后，上顶板1和下顶板2 与传力单元3的焊接部位不用分割开来，以便下次使用方便；只需将所有连接螺栓10进行拆除，即可将该装置分解成为便于装运的几个部分。
29.本发明的装配式岩土体原位载荷试验装置通过可拆卸的紧固装置固定连接各组件，可在试验现场现场进行安装固定，拆卸方便，极大减少了试验的时间，方便重复利用，降低了成本；而且可以根据现场试验环境的高度选取适当的传力组件的个数，从而满足多种使用高度尺寸要求；而且采用双重保护装置可以确保试验过程中液压装置及整体的安全性，避免意外事故。该装置在洞内或者露天环境均可以安放，可在任何工程环境下进行岩土体载荷试验。